蚯蚓可以分解生物塑料，无论好坏

2018 年，美国有 2700 万吨塑料被倾倒在垃圾填埋场。这些垃圾大部分是容器和包装：袋子、麻袋或瓶子。然而，即使具有可持续发展意识的消费者在购买必需品时试图避免使用塑料包装，也很难做到这一点。

生物塑料被誉为解决一次性包装问题的潜在解决方案，因为它们可以摆脱石油基塑料，分解速度更快，还能作为肥料。但将它们排放到环境中有什么坏处吗？今天发表在《环境科学与技术》杂志上的一项研究表明，蚯蚓有很强的消化能力，这种生物塑料是由聚乳酸 (PLA) 制成的，而聚乳酸通常由植物糖制成。南开大学教授王雷比较了蚯蚓与各种塑料的相互作用，以及环节动物分解这些物质的能力。然而，他发现，这个过程并不仅仅止于分解。

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与将垃圾变成富含营养的土壤的堆肥不同，塑料在填埋场中经受风吹日晒和水侵蚀后会分解成更小的颗粒，称为微塑料。这些碎片很容易被带入海洋、食物和土壤。

动物通常通过多种媒介摄入微塑料，但很少有动物像嗜土蚯蚓那样接触到这么多微塑料。它们在挖隧道时会吃泥土来消化有机物。如果土壤被塑料污染，塑料就会成为蚯蚓的食物。虽然这种情况在许多情况下都有记录，但关于生物塑料影响的研究较少。

这可能部分是因为该类别仍然模糊。“生物塑料是一种完全由生物衍生成分制成的聚合物，可以像加工普通塑料一样进行加工，”伊利诺伊大学香槟分校的 Damien Guironnet 表示，他没有参与这项新研究。

但加州大学伯克利分校的化学家 Ting Xu（未参与本文研究）指出，“生物塑料”一词也可以指可生物降解的塑料。她说，该定义尚未完全标准化。由于存在这种差异，Wang 在他的研究中使用了“生物基塑料”一词。

“一些研究人员将生物塑料定义为‘一大类材料，包括生物基塑料、可生物降解塑料或生物基塑料和可生物降解塑料’，”王在电子邮件中写道。“在我看来，‘生物基塑料’是一个更准确的说法。从某种意义上说，所有塑料都可能是可生物降解的，但程度不同。”

同时，天然材料衍生的聚合物不一定能自行分解，因此蚯蚓有可能在食物中发现生物塑料颗粒。王说，现有研究并不支持生物塑料和石油基塑料在环境污染方面存在显著差异，尽管可降解塑料和不可降解塑料的风险程度不同。

“目前，大多数可降解塑料在自然环境中的降解速度并不像人们想象的那么快，因为这样的设计会降低它们的耐久性，”王教授解释道。“但总体而言，它们对微生物的亲和力比不可降解塑料更高。这可能意味着与微生物相关的生态和健康风险存在差异。”

为了测试蚯蚓喜欢消化哪种塑料，王和他的团队在测试室中种植了四种材料：一种完全基于化石燃料的塑料、一种完全可降解的生物基塑料和两种半合成塑料。蚯蚓似乎避开了两种用纤维素制成的半合成塑料，而它们倾向于接近含有生物基 PLA 塑料和化石燃料基 PET 塑料的土壤。在这两种塑料中，无脊椎动物能够比 PET 更容易地分解 PLA。这并不让徐感到惊讶，他解释说，聚合物的排列决定了分解能力。

“PLA 总是比 PET 更容易分解，”徐说。“这背后有多种原因。其一是，尽管两者都是酯键，但天然酶可以降解 PLA，因为它们需要乳酸作为食物。”

事实上，PLA 可能分解得太快，在自然环境中很危险。在为期 10 天的摄入测试结束时，王和他的团队发现大部分 PLA 已经降解成纳米颗粒，纳米颗粒的体积比微米小 1,000 倍。王说，这表明存在潜在的生态风险——徐也有同样的担忧。

“它们可以作为颗粒物留下，而且会持续很长时间，”她说，“即使它们可生物降解也没关系。它们仍然会作为微粒存在。”

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近年来，微塑料被认为与潜在的健康风险有关，部分原因是添加剂，如干扰荷尔蒙的 BPA、致癌的邻苯二甲酸酯和有毒重金属。但生物基微塑料和纳米塑料的研究不足，这是王在其研究中指出的事实。吉罗内特同意生物塑料对环境的影响是复杂的，从巨大的碳足迹到材料来源。

“化学物质对环境的影响非常复杂，”他说。“并不是‘生物基比石油基好’那么简单。”

王希望推动进一步研究生物塑料在土壤中的分解。虽然蚯蚓可以消化由 PLA 制成的塑料这一点很明显，但它们是否能从中获得任何营养价值尚不清楚。生物塑料的生命周期是一个新兴问题；吴说，了解地球生态系统如何适应它们很重要。